Page 20 - 网络电信2019年10月刊上
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运 营 商 专 栏
探讨大规模天线在5G通信网络中的应用
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孙大鹏 ，孙磊 ，申艳秋 2
1．中国移动通信集团设计院有限公司黑龙江分公司；2．中国移动通信集团设计院有限公司广东分公司
【摘要】现代社会，科技高度发展，网络也已经普及到
千家万户，而且还在不断的发展之中，随着人们生活水平的不
断提高，对网络质量的要求也越来越高，在目前已经是4G网络
的大环境下，速度更快，效率更高的5G网络也有了进一步的发
展，作为对4G网络的进一步演进，5G通信网络技术无疑是今后
所有通信行业重点研究的课题。本文主要是针对5G网络目前的
发展状况、主要特点进行基本的说明，着重研究在5G通信网络
中应用的大规模天线技术，同时也会阐述大规模天线技术在实
际应用中的难点，证明大规模天线技术的推广价值。
【关键词】5G；大规模天线技术；通信网络；应用
大规模天线技术，是以MIMO技术，也就是多输入多输出技 人数的持续增多，对于上行的线路，应用的是正交导频，导频
术为基础的。该技术同时也是目前4G技术的核心技术之一，相 的费用是根据天线的数量来决定的，从广义的范围上来说，要
对于4G通信网络而言，5G网络无论是在传输速率、空间容量、 获得大范围的天线系统的信息数据，设法降低导频的费用，而
网络质量还是在移动性能、连接密度等方面都有很大的提高。 要提高获取信息的精确度是一个重要问题，需要更深层次的研
在这其中人们最关注也最容易感受的就是网速的变化，在4G刚 究，因为这里面包含的技术问题较多，包括了对导频信号的设
开始普及的时候，曾经有过这样一句玩笑话“如果睡觉的时候 计、科学运用先进的信道估计方法等。
不关掉4G网，那么第二天早上你的房子都是移动公司的了”。 2、信道的信息传输
虽然是开玩笑，但是也从侧面反映了网络的每一次更新换代， 5G的大规模天线信息传输，主要的传输手段之一就是通
都是一次巨大的飞跃，至少都是10倍的提升，依照目前4G网络 过信道来进行大规模的无线传输。在这一传输体系中，若出现
的速率来看，如果升级到5G，那么5G的峰值速率至少会达到 那种因为是用户数量不断增加而导致不得不增加天线数量的现
10G，所以，应用大规模天线技术，可以有效利用空间资源，提 象，会极大地增加传递信息的难度，使得传输的效率降低，达
高用户的体验性，富有极大的现实意义。 不到传输的目标。
信道的校准需要以互异性作为标准，判断信道的互异性有
一、MIMO技术的介绍以及对5G通信的网络 如下几个标准：首先是对硬件电路的判断校准，主要是对多路
的意义 形式和耦合设备进行信道关联情况进行判断，确保信号的发送
MIMO技术，就是利用空间信道的多径衰弱特性，在信息的 和接收工作能够正常有序的开展。然后就是对空间信号进行校
发射端和接收端均设置多个天线，通过基站与手机的天线之间 准，校准判断数据信息，对数据进行计算，达到现代化的信息
进行电磁波传播，通过空时处理技术获得分集增益或者是复用 获取和数据处理的目的。
增益，进而提高通信质量。MIMO技术充分利用了空间资源，可 3、配置系统资源
以自行调节每个天线的信号相位，将这些信号在手机的信号接 相对于4G网络而言，5G网络的信息传输量更大，甚至可以
收天线上进行电磁波的叠加，达到增强手机网络质量的目的。 达到4G的20倍，所以就需要更多的网络空间资源，同时还要提
应用了MIMO技术的5G通信网络有其独特的优势的意义，它 高网络资源的利用率，这是目前为止所要面对的一个新问题。
突破了传统的4G技术的一些弊端，具备一些传统天线技术所没 如何能够设计出一个结构简单，而且能够高效的资源分配对大
有的技术优势，提高传输效率，拥有N个发射通道，发射的总功 规模天线系统的实现能够起到决定性的作用，如何将大规模天
率相当于单个天线的n倍，增加了基本上是4G网络数倍的通信效 线的传输资源进行优化是一个很受关注的话题，目前在社会上
率，对于用户最关心的网速问题有着极大的提升空间，有效提 也是广泛议论的热门话题。
高频谱效率，所以现在对于大规模天线技术的研究已经备受关
注，未来有着广阔的发展前景。 三、大规模天线技术目前面临的一些问题
到目前为止，国内已经研制出了一部分处在实验阶段的大
二、大规模天线系统技术的特点 规模天线，并且已经取得了一定的成果，成功实现了在100MHz
1、信息的获取 情况下的4Gb/s的峰值传输速率，但是距离大规模应用还很远，
在大规模天线技术当中，因为天线数量的不断增加和用户 实现商业化应用的条件还不成熟，主要是这几个问题亟待解
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